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第3章 体液调节
第1节 激素与内分泌系统
2022年中国居民平均身高（18-44岁）
男性平均身高是174cm
女性平均身高是161.4cm
侏儒症患者成年一般身高在130cm内
问题探讨
你对自己的身高满意吗？
侏儒症患者的症状就是生长迟缓，身材矮小，病因是患者幼年时生长激素分泌不足。
讨论1：如果在侏儒症患者成年时给他们注射生长激素，他们的症状能缓解吗？为什么？
不能。生长激素促进身高生长主要在儿童期和青少年时期，成年人骨干和骨端之间的软骨组织已经生成骨组织，骨不再生长，此后注射生长激素对长高已无作用。
问题探讨
讨论2：有的青少年觉得自己长得不够高，想去注射生长激素。你赞同这种想法吗？
不赞同。人的身高生长受多种因素影响，如遗传、营养、运动和激素调节等。青少年身高不理想的原因，需通过医院医生严格全面检查和分析才能确定是否需要注射生长激素。
问题探讨
一、内分泌腺和外分泌腺
一
内分泌腺和外分泌腺
1. 分泌腺：人和高等动物体内分布着许多能分泌物质的腺体。
2. 分泌腺类型：外分泌腺和内分泌腺
内分泌腺（无导管）
外分泌腺（有导管）
例如：汗腺、唾液腺、胃腺、泪腺等。
（1）外分泌腺：凡是分泌物经由导管流出体外或流到消化腔的。
2. 分泌腺类型：外分泌腺和内分泌腺
唾液腺
肝
胃腺
胰腺
胆囊
例如：垂体、甲状腺、肾上腺等。
（2）内分泌腺：凡是没有导管的腺体，其分泌物——激素直接进入腺体内的毛细血管，并随血液循环输送到全身各处。
2. 分泌腺类型：外分泌腺和内分泌腺
注意：
①胰腺是一种特殊的腺体，分为外分泌部和内分泌部；
②其外分泌部（胰腺泡）可以分泌消化液（胰液），内分泌部（胰岛）可以分泌胰岛素和胰高血糖素。
二、激素的发现
19世纪，大量的动物实验和临床研究表明，许多疾病与内泌腺有关。
内泌腺可以不断地向血液中释放某些物质，这些物质具有调节生长发育和维持机体正常机能的作用。
在20世纪之前，学术界普遍认为，人和动物体的一切生理活动都是由神经系统调节的。
二、激素的发现
在这种情况下，探寻其他的调节方式就意味着向权威观点提出挑战，这需要有勇于探索和创新的精神。
沃泰默
斯他林
贝利斯
二、激素的发现
在这种情况下，探寻其他的调节方式就意味着向权威观点提出挑战，这需要有勇于探索和创新的精神。
沃泰默
斯他林
贝利斯
二、激素的发现
科学家发现：狗进食后，胃把食物磨碎。当食物进入小肠时，胰腺马上会分泌出胰液并通过导管注入小肠，胰液中的酶用来消化食物。
胰腺
导管
胆
小肠
小肠上皮细胞
思考 · 讨论 促胰液素的发现
提出问题：胰液的分泌是如何调节的呢？
胃酸
刺激
小肠神经
胰腺
胰液
分泌
兴奋
稀盐酸
感受器
（小肠神经）
传入神经
神经中枢
传出神经
效应器（胰腺）
胰液
HCl
HCl
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思考 · 讨论 促胰液素的发现
小肠
胰腺
作出假设：19世纪普遍认为，是一种神经调节。
囿于定论的沃泰默
HCl
HCl
狗的上段小肠肠腔
稀盐酸
胰腺分泌胰液
注入
结果
稀盐酸
狗的血液
胰腺不分泌胰液
注入
结果
稀盐酸
狗的上段小肠肠腔
胰腺分泌胰液
注入
结果
（切除通向该段小肠的神经，只留下血管）
（1）实验方法步骤
自变量是稀盐酸的作用部位及神经的有无
因变量是胰腺是否分泌胰液
胰腺
小肠
（2）实验结果及分析
① a、b两组对比说明只有盐酸刺激小肠，胰腺才能分泌胰液；
② a、c两组对比说明小肠神经的有无，并不影响胰液的分泌。
（3）沃泰默的解释：这是一个十分顽固的神经反射，是由于小肠上微小的神经难以剔除干净。胰液的分泌是靠神经调节的。
囿于定论的沃泰默
囿于定论，不敢向权威挑战！！！
二
激素的发现
2. 另辟蹊径的斯他林和贝利斯
斯他林
贝利斯
我们觉得这个结论值得怀疑！
是不是应该是这样的？
（1）作出假设：胰液的分泌不是反射，而是化学调节——在盐酸的作用下，小肠黏膜可能产生了一种化学物质，这种物质进入血液后，随血流到达胰腺，引起胰液的分泌。
2. 另辟蹊径的斯他林和贝利斯
贝利斯（1860-1924）
斯他林（1866-1927）
HCl
HCl
小肠
胰腺
血液
小肠黏膜
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●
●
●
●
●
●
●
化学物质
受体
开始分泌胰液
假设：
胰液的分泌是化学调节
（2）实验方法步骤
制成提取液
注射
同一条狗的静脉
胰腺分泌胰液
（3）实验结果及分析：说明小肠黏膜细胞产生一种化学物质，随血液到达胰腺促进其分泌胰液。
（4）实验结论
①胰腺分泌胰液受化学物质的调节控制；
②他们把小肠黏膜分泌的这种化学物质称作促胰液素。
2. 另辟蹊径的斯他林和贝利斯
稀盐酸
小肠黏膜
混合研磨
彻底排除了神经调节对实验结果的干扰
HCl
HCl
小肠
胰腺
血液
小肠黏膜
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
促胰液素
受体
开始分泌胰液
小肠黏膜分泌促胰液素；
胰腺分泌胰液
请同学们思考该实验过程严谨吗？为什么没有对照组？
对照组默认为沃泰默的第二组实验。
制作小肠黏膜研磨提取液，注射小狗静脉，排除小肠黏膜干扰。
思考 · 讨论 促胰液素的发现
混合研磨
提取液
盐酸+小肠黏膜
注射
同一条狗的静脉
结果
胰腺分泌胰液
结果
注入
盐酸
血液
胰腺不分泌胰液
排除盐酸对实验结果的干扰
排除神经调节对实验结果的干扰
小肠黏膜提取液→血液→胰腺不分泌胰液
排除小肠黏膜对实验结果的干扰
3. 巴甫洛夫的感慨
巴甫洛夫对学生深表遗憾地说：自然，人家是对的，很明显，我们失去了一个发现真理的机会！
他和他的学生们在消化腺的神经调节方面做了大量研究，他们也曾认为小肠中盐酸导致胰液分泌属于反射。斯他林和贝利斯的发现与他们的结论大相径庭，于是他们重复做了实验，结果却与斯他林和贝利斯的一模一样。
俄国生理学家巴甫洛夫（LP. Pavlov，1849-1936）是近代消化生理学的奠基人、诺贝尔奖获得者。
讨论1：斯他林和贝利斯的实验比沃泰默实验的巧妙之处在哪里？
彻底排除了神经调节对实验结果的干扰。
讨论2：促胰液素调节胰液分泌的方式与神经调节的方式有哪些不同？
神经调节通过反射弧实现，在促胰液素调节胰液分泌时，促胰液素通过血液运输到达胰腺，引起胰腺分泌。
讨论3：
敢于质疑，大胆提出新假设，巧妙设计实验验证假设。
思考 · 讨论 促胰液素的发现
“机遇只偏爱那种有准备的头脑”。是什么因素使斯他林和贝利斯抓住了成功的机遇呢？
4. 促胰液素发现的意义
①促胰液素是人们发现的第一种激素；
②促胰液素的发现不仅使人类发现了一种新的化学物质，更重要的是，使人们认识到，机体除了神经调节，还存在激素调节。
5. 激素调节：由内分泌器官或细胞分泌的化学物质——激素进行调节的方式，就是激素调节。
注意：胰腺分泌胰液的过程既受神经系统的调节，也受激素的调节。
随堂练习
1. 判断下列说法是否正确。
（1）促胰液素是人们发现的第一种激素。( )
（2）促胰液素能够强烈促进食物的消化。( )
（3）促胰液素是由小肠黏膜分泌的。( )
（4）促胰液素的分泌不需要导管。( )
√
×
√
√
2. 产生促胰液素和促胰液素作用的部位分别是 和 。
小肠黏膜
胰腺
激素
自从第一种激素被发现，世界上就出现了一个寻找激素的热潮。但激素的分泌悄无声息，他们直接进入血液周游全身，难以收集和分离。
人们是如何寻找激素的呢？
如何确定它的分泌部位的？
如何确定它的调节作用呢？
三、激素研究的实例
胰腺
腺泡
胰岛
导管
血管
1. 实例1：胰岛素的发现
（1）1869年：研究者在显微镜下观察胰腺组织时，发现其中一些聚集成岛状的细胞堆，将其命名为“胰岛”。
胰岛
导管
腺泡
胰腺中的胰岛
（2）1889年：切除胰腺的狗患上与人的糖尿病类似的疾病，据此提出胰腺能分泌某种抗糖尿病的物质的假说。
（3）1916年：科学家将胰岛产生的、可能与糖尿病有关的物质命名为胰岛素。
（4）1989年到1920年：大多数实验都集中于制备胰腺提取物，然后注射给由胰腺受损诱发糖尿病的狗或糖尿病患者，但都收效甚微。
1. 实例1：胰岛素的发现
思考 · 讨论：
1. 为什么制备的胰腺提取物收效甚微？
（提示：胰岛素的化学本质为蛋白质，而胰腺的腺泡中含有多种蛋白酶）。
胰岛素属蛋白类激素，因胰岛素被胰腺分泌的胰蛋白酶分解，故难以获得预期结果。
1. 实例1：胰岛素的发现
腺泡细胞
消化酶
胰岛细胞
胰岛素
分泌
分泌
分解
胰管
腺泡细胞
胰岛
胰腺
血管
（5）1920年：班廷查阅资料了解到，结扎胰管或阻塞胰管会引起胰腺萎缩，而胰岛却保持完好，这样机体不会患糖尿病，这给了他获取胰岛素方法的启示。
（6）1921年：班廷和助手贝斯特进行实验。
1. 实例1：胰岛素的发现
正常
胰腺
胰岛
腺泡
正常狗
结扎胰管
胰腺萎缩
摘除胰腺的糖尿病狗
治愈的狗
结扎狗的胰管
制备胰腺提取液
胰腺萎缩, 只剩胰岛
摘除另一只健康狗的胰腺
实验性糖尿病的狗
注入
血糖下降，恢复正常
实验过程
（6）1921年：班廷和助手贝斯特进行实验。
（7）随后他们与生化学家合作，抑制蛋白酶的活性，可直接提取正常胰腺的胰岛素并用于糖尿病的治疗，取得了很好的效果。
1. 实例1：胰岛素的发现
思考 · 讨论：
2. 班廷是如何证实胰岛素是由胰腺中的胰岛分泌的？
通过结扎胰腺导管，使胰腺萎缩丧失分泌胰蛋白酶的功能，但胰岛仍正常，由此证明胰岛素是由胰岛分泌的。
2. 实例2：睾丸分泌雄激素的研究
（2）实验：
（1）时间：1849年，德国研究者做了如下实验:
公鸡摘除睾丸
雄性性征明显消失
睾丸重新移植回去
雄性特征逐步恢复
正常的公鸡
阉割后的公鸡
重新移植的公鸡
（3）结论：
科学家从动物睾丸中提取睾酮，证实睾酮就是睾丸分泌的雄激素。
思考 · 讨论：
3. 从以上实例，你能归纳出研究一种内分泌腺及其分泌激素功能的方法吗？
摘除法和移植法。
摘除所研究的内分泌腺，观察实验动物出现的特异性症状；
将已摘除的腺体重新移植回去或注射摘除腺体的提取物，观察相关症状是否恢复，由此判断该内分泌腺的功能。
摘
观
恢
观
判
思考 · 讨论：
4. 联系必修（必修二P46科学方法）学到的内容，具体分析以上两个实例哪些实验用到了 “减法原理”或 “加法原理”。
加法原理：与常态比较，人为增加某种影响因素的称为“加法原理”
减法原理：与常态比较，人为减少某种影响因素的称为“减法原理”
上述两个实验都分别用到了“加法原理”和“减法原理”。
（1）班廷摘除健康狗的胰腺造成实验性糖尿病——减法原理
给实验性糖尿病的狗注射萎缩胰腺提取液——加法原理
（2）摘除睾丸——
重新移植睾丸——
减法原理
加法原理
研究方法 摘除法（植入法） 饲喂法 注射法
实验设计 实验组 摘除内分泌腺 饲喂动物激素 注射动物激素
对照组
自身对照或条件对照组 —
实验目的 适用范围
不摘除内分泌腺（手术但不摘除）
不饲喂动物激素
（饲喂等量正常饲料）
不注射动物激素
（注射等量生理盐水）
对摘除内分泌腺的实验组植入内分泌腺(或补充激素)
饲喂动物激素抑制剂
验证或探究某种内分泌腺的生理作用
所有内分泌腺
只适用于甲状腺激素、性激素等非蛋白质或多肽类激素
所有激素
3. 激素功能研究的方法
验证或探究某种激素的生理作用
注意：
1. 在实际操作中要考虑可操作性，太小动物一般不用摘除法，如小蝌蚪等。
2. 蛋白质或多肽类激素不能饲喂，只能注射。
3. 在分组时，要保证每组动物的性别，年龄，体重、生理状况等基本保持一致，每组数量要相等。
4. 在实际操作中，可多种方法并用，如摘除注射法、摘除移植法等。
一个多世纪以来，在众多科学家的努力下，多种内分泌腺和它们分泌的激素陆续被发现，人们逐步认识到了这些激素的来源和作用。
四、内分泌系统的组成和功能
1. 内分泌系统的组成：由相对独立的内分泌腺及兼有内分泌功能
的细胞共同组成。
（1）内分泌腺：下丘脑、垂体、甲状腺、肾上腺、胰腺、卵巢、睾丸等。
（2）内分泌功能的细胞（分散在一些器官、组织内）：小肠黏膜有分泌促胰液素的内分泌细胞；下丘脑中某些神经细胞。
2. 人体主要内分泌腺及其分泌的激素
下丘脑
垂体
甲状腺
胰腺
肾上腺
卵巢
睾丸
作用于垂体，调控垂体分泌释放相应的激素
下丘脑
促甲状腺激素释放激素
促性腺激素释放激素
促肾上腺皮质激素释放激素等多种激素
垂体
②分泌抗利尿激素，由垂体储存、释放
（1）下丘脑
①分泌促××激素释放激素
作用于肾小管和集合管，促进对水分的重吸收
作用于全身细胞，调节生长发育。
（2）垂体——接受下丘脑分泌的激素的调节
促甲状腺激素
促性腺激素
促肾上腺皮质激素等。
分别调节相应内分泌腺的分泌活动。
①分泌促××激素
②分泌生长激素
垂体
垂 体
下丘脑和垂体上下相连。下丘脑的有些神经细胞的长长的轴突延伸到了垂体后叶，抗利尿激素和催产素就是由这些下丘脑神经细胞产生，而从垂体后叶释放的。下丘脑的另外一些神经细胞可以产生促激素释放激素，进入血管，运输到垂体前叶，促进垂体产生促激素。
（3）甲状腺——接受垂体分泌的激素的调节
作用于体内所有细胞，主要作用：
调节体内的有机物代谢
促进生长和发育
提高神经的兴奋性等
分泌甲状腺激素
甲状腺
（4）肾上腺——接受垂体分泌的激素的调节
肾上腺
皮质
髓质
调节水盐代谢和有机物代谢。
醛固酮，主要作用于肾脏
皮质醇，作用于全身细胞
提高机体的应激能力。
分泌肾上腺素，作用于所有细胞
（4）肾上腺——接受垂体分泌的激素的调节
①肾上腺皮质
②肾上腺髓质
肾上腺
皮质
髓质
（5）胰腺——其中的胰岛内有多种分泌细胞
升高血糖浓度。
分泌胰高血糖素，主要作用于肝脏
降低血糖浓度。
分泌胰岛素，作用于全身细胞
①胰岛A细胞
②胰岛B细胞
胰岛
导管
腺泡
（6）卵巢——接受垂体分泌的激素的调节
促进女性生殖器官的发育；
卵细胞的生成；
女性第二性征的出现。
分泌雌激素和孕激素等。
作用于全身所有细胞
卵巢
卵巢
（7）睾丸——接受垂体分泌的激素的调节
分泌雄激素（主要是睾酮）
作用于全身所有细胞
促进男性生殖器官的发育；
精子细胞的生成；
男性第二性征的出现。
睾丸
下丘脑
促甲状腺激素释放激素
促性腺激素释放激素
促肾上腺皮质激素释放激素
垂体
促肾上腺皮质激素
促性腺激素
甲状腺
肾上腺皮质
卵巢
睾丸
甲状腺激素
肾上腺皮质激素
性激素
分泌
分泌
促甲状腺激素
分泌
分泌
分泌
延伸：各激素之间的关系
内分泌腺 激素 作用 本质
B
A
皮质
髓质
下丘脑
垂体
甲状腺
胰腺
肾上腺
睾丸
卵巢
促X激素释放激素
促X激素
生长激素
甲状腺激素
胰岛素
胰高血糖素
醛固酮、皮质醇
肾上腺素
雌激素和孕激素
雄激素（如睾酮）
调控垂体分泌激素
调控X分泌激素
调节生长发育
调节有机物代谢 ;促进生长和发育;提高神经兴奋性
降低血糖
升高血糖
调节水盐代谢和有机物代谢
提高机体应激能力
促进雌雄生殖器官的发育、生殖细胞的生成和第二性征的出现
多肽
多肽
蛋白质
氨基酸衍生物
蛋白质
多肽
氨基酸衍生物
类固醇
类固醇
（1）多肽和蛋白质类：下丘脑、垂体、胰岛细胞分泌的
（3）类固醇类：性激素、肾上腺皮质激素
3. 激素的化学本质
（2）氨基酸衍生物：甲状腺激素、肾上腺素
可以口服
也可以注射
只能注射
（属于小分子物质）
激素 病因 病症 症状
甲状腺激素 幼体分泌不足 呆小症 身体矮小、智力低下、生殖器官发育不全
成体分泌过多 甲亢 精神亢奋、代谢旺盛、身体日渐消瘦
因缺碘导致合成不足 地方性甲状腺肿 甲状腺代偿性增生(“大脖子病”)
4. 激素分泌异常引起的人类疾病
激素 病因 病症 症状
生长激素 幼年分泌过少 侏儒症 身体矮小、智力正常、生殖器官发育正常
幼年分泌过多 巨人症 身材异常高大
成年分泌过多 肢端肥大症 身体指、趾等端部增大
胰岛素 分泌不足 糖尿病 出现尿糖等症状
4. 激素分泌异常引起的人类疾病
侏儒症：幼年时，生长激素分泌不足，身材矮小，智力正常
巨人症：幼年时，生长激素分泌过多
肢端肥大症：成年后，生长激素分泌过多
4. 激素分泌异常引起的人类疾病
呆小症：幼年时，甲状腺激素分泌不足，身材矮小，智力低下。
地方性甲状腺肿：饮食缺碘，甲状腺激素合成过少。
甲亢：成年时，甲状腺激素分泌过多，眼球凸出，容易亢奋。
4. 激素分泌异常引起的人类疾病
（1）维持内环境稳定
（2）调节物质和能量代谢
（3）调控生长发育和生殖
如：下丘脑分泌的抗利尿激素可以调节机体的水盐平衡。
如：甲状腺激素可以提高细胞的代谢速率。
如：性激素可促进生殖器官的发育、生殖细胞的生成、第二性征的出现； 甲状腺激素和生长激素可以调节生长发育。
5. 内分泌系统的调节功能
思维训练 验证假说，预测结果
某科学家为了研究性激素在胚胎生殖系统发育中所起的作用，提出了如下假说。
假说1：发育出雄性器官需要来自睾丸提供的激素信号，当这一信号缺失时，胚胎发育出雌性器官；
假说2：发育出雌性器官需要来自卵巢提供的激素信号，当这一信号缺失时，胚胎发育出雄性器官。
为此，他设计了如下实验，在家兔胚胎生殖系统分化之前，通过手术摘除即将发育为卵巢或睾丸的组织。幼兔生下来后，观察其性染色体组成及外生殖器表现。实验结果如下：
性染色体组成 外生殖器表现 未做手术 手术后
XY 雄性 雌性
XX 雌性 雌性
验证了假说1。
如果假说2成立，性染色体为XX的家兔胚胎，手术后应发育出雄兔。
两者都将发育出雄性器官。
思维训练 验证假说，预测结果
讨论1：实验结果验证了上述哪一个假说？如果另外一个假说成立，请预测相应的结果。
讨论2：为了进一步证实他的假说，在摘除即将发育为卵巢或睾丸的组织的同时，给予一定量的睾酮刺激。请你预测，性染色体组成为XX或XY的胚胎将分别发育出哪种性器官？
练习与应用（P49）
1. 1937 年，科学家在实验中观察到：阻断实验动物垂体与下丘脑之间的血液联系，可导致其生殖器官萎缩；若恢复垂体与下丘脑之间正常的血液联系， 生殖器官的功能也恢复正常。请判断下列说法是否合理。
（1）该实验表明垂体的活动受下丘脑控制。（ ）
（2）该实验表明动物生殖器官的发育受垂体的直接控制。（ ）
（3）阻断垂体与下丘脑之间的血液联系，依据了实验变量控制中的“减法原理”。 （ ）
一、概念检测



性腺
2.斯他林等在发现促胰液素之后，继续进行研究：把一条狗的小肠黏膜刮下来，过滤后注射给另一条狗，后者在胰液分泌明显增加的同时，血压还骤然下降。下列推测或叙述合理的是 （ ）
A.本实验对照组应注射等量的清水
B.胰液的增加是小肠分泌促胰液素的结果
C.该研究说明促胰液素还具有降血压的作用
D.滤液中物质的作用效果多样说明激素不具有专一性
B
生理盐水
无法排除小肠黏膜其他激素的干扰
一、概念检测
二、拓展应用
糖尿病分为1型和2型。它们都可以用注射胰岛素的方式进行治疗吗？ 为什么？ 请你查阅资料回答问题。
1型糖尿病主要原因是胰岛B细胞分泌功能衰退，患者缺乏胰岛素，需要通过注射胰岛素进行治疗。
2型糖尿病主要原因是胰岛素作用效果差，也有胰岛素分泌不足的情况，可以通过合理控制饮食，口服降糖药物治疗。
本节结束！

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